Referat wygłoszony na Posiedzeniu Naukowym Polskiej Akademii Umiejętności w dniu 17 listopada 2000 r.




HENRYK NIEWODNICZAŃSKI   I   ERNEST RUTHERFORD





ADAM   STRZAŁKOWSKI



W połowie lat trzydziestych Henryk Niewodniczański ma już za sobą odkrycie swego życia, dipolowych magnetycznych przejść wzbronionych w widmach atomowych, jest już po stażu zagranicznym w Tybindze, po habilitacji, po małżeństwie, urodził się już Tomek. Postanawia rozszerzyć swe zainteresowania naukowe, koncentrujące się dotychczas na zagadnieniach spektroskopii atomowej, przez kolejny pobyt zagranicą. Wybiera Cambridge Rutherforda.

To naprawdę zdumiewające jak wielki to był, nawet nie tylko na ówczesne czasy, ale i w skali obecnej, ośrodek naukowy [1]. Na fotografii (Fot. 1) z roku 1935 przedstawiającej współpracowników naukowych Cavendish Laboratory, zebranych wokół J.J. Thomsona i Rutherforda, jest ich 38. A nie są to jeszcze wszyscy. Sam znałem trzech Rutherfordczyków, których nie ma z jakichś powodów na tym zdjęciu, a wiem, że byli wtedy w Cavendish. A przecież było jeszcze Mond Laboratory ! Na zdjęciu tym obok Thomsona i Rutherforda jest jeszcze trzech innych laureatów Nobla.




Fot. 1.   Pracownicy naukowi Cavendish Laboratory zgromadzeni wokół Rutherforda i J.J. Thomsona, czerwiec 1935.


Niewodniczański stoi na tym zdjęciu w trzecim rzędzie od dołu, pierwszy z lewej strony. Przybył do Cambridge jako stypendysta Fundacji Rockefellera poprzedniego 1934 roku, we wrześniu, z żoną i liczącym dokładnie jeden rok synem, Tomkiem.

Rutherford zasugerował Niewodniczańskiemu pracę w Mond Laboratory. Było to nowe laboratorium zbudowane tuż koło Cavendish Laboratory dzięki środkom oddanym do dyspozycji Royal Society przez bogatego brytyjskiego przedsiębiorcę, chemika L. Monda. Było to królestwo Piotra Kapicy. Kapica od roku 1921, kiedy to przyjechał do Anglii w celu dokonania zakupu dla Związku Sowieckiego aparatury naukowej, był bliskim współ- pracownikiem Rutherforda. W roku 1933 otrzymał profesurę Royal Society z zadaniem zbudowania dla swych prac laboratorium ze środków pochodzących od Monda. Niestety, gdy w sierpniu 1934 roku wyjechał do Rosji na konferencję ku czci Mendelejewa, został tam przez władze sowieckie zatrzymany. Niewodniczański nie zastał już zatem w Cambridge Kapicy, z którym w latach późniejszych był blisko zaprzyjaźniony. Rutherford po wyjeździe Kapicy został dyrektorem Mond Laboratory i zlecił opiekę nad tym laboratorium J.D. Cockcroftowi, który budował je razem z Kapicą. Cockcroft zasugerował, aby dwu Henryków: Niewodniczański i młody Amerykanin Henry A. Boorse wspólnie zajęli się pomiarami oporności metali w bardzo niskich temperaturach.

Na fotografii (Fot. 2), którą uprzejmie udostępnił mi ze swych zbiorów Profesor David Shoenberg, Niewodniczański siedzi z Boorse'm i C.J. Milnerem. To jest całe Mond Lab., bo jest jeszcze David Shoenberg, ale on właśnie robi zdjęcie.




Fot. 2.   H. Niewodniczański, H.A. Boorse i C.J. Milner przed Mond Laboratory.   Fot. D. Shoenberg.


Fotografował też Niewodniczański (Fot. 3), ale te zdjęcia spłonęły w czasie wojny w Wilnie.




Fot. 3.   H. Niewodniczański.   fot. D. Shoenberg.


Na trzeciej fotografii [od Shoenberga] (Fot. 4), Pani Irena, the charming wife of Niewodniczański jak napisał Shoenberg, siedzi z malutkim Tomaszem w łódce w czasie przejażdżki z Shoenbergiem po rzece Cam.




Fot. 4.   Irena Niewodniczańska z synem Tomkiem podczas przejażdżki na rzece Cam.
Fot. D. Shoenberg.



Udało mi się nawiązać kontakt z wszystkimi niemal żyjącymi kolegami Profesora Niewodniczańskiego z Cambridge w tym czasie: z Profesorami Davidem Shoenbergiem w Cambridge, Billem Burchamem w Birmingham, Maurycym Goldhaberem w Brookhaven, NY, [2] i Henrym Boorse'm w Houston, TX. Shoenberg przypomina sobie, że Niewodniczański miał opinie a talkative gentelman i pamięta, że plotkowanie Niewodniczańskiego, irytowało Boorse'a, gdy tymczasem ciekły hel używany w ich pomiarach wyparowywał. A był ciekły hel nowością w tych czasach, zbyt cenną, aby go tracić!

Rutherford nie zaglądał często do Mond Laboratory, jednak Boorse przypomina sobie jedną taką okazję. Gdy pewnego ranka wielki Lord Rutherford wpadł do Mond Lab, Boorse i Niewodniczański oczekiwali z przejęciem, że będzie ich wypytywał o wyniki pracy i czy zauważyli jakieś nieoczekiwane efekty. Tymczasem zainteresowanie Rutherforda koncentrowało się na aparaturze pomiarowej, a zwłaszcza na działaniu pompy ciekłego helu, której działanie było sterowane solenoidem podłączonym do czasowego układu elektrycznego. Rutherford całe życie był rasowym eksperymentatorem!

Co robili Niewodniczański z Boorse'm? Królestwo Kapicy, Mond Laboratory, było oczywiście królestwem niskich temperatur. W Laboratorium Kamerlingh-Onnesa w Lejdzie, ówczesnej Mekce kriogeniki, zauważono pewne anomalie w zachowaniu oporności pewnych metali w niskich temperaturach. Dla aluminium następował nieoczekiwany wzrost tej oporności z temperaturą malejącą poniżej 4.2 K [3], a w oporności złota pojawiało się wyraźne minimum przy temperaturze 3.7 K [4]. Ponieważ istniało podejrzenie, że te nieoczekiwane wyniki mogą być związane z zanieczyszczeniami próbek używanych w tych pomiarach, Niewodniczański i Boorse wykonali swe pomiary dla drutów z polikrystalicznego aluminium o niezwykłej czystości 99.995 %, która była jeszcze kontrolowana metodami spektroskopowymi. Pomiary wykonano dla temperatury 0o C oraz dla temperatur ciekłego azotu, ciekłego wodoru i ciekłego helu. Stwierdzono, że w obszarze pomiędzy 4.2 K i 2.2 K, gdzie w pomiarach lejdejskich występowała anomalia, oporność aluminium jest stała w granicach błędu eksperymentalnego, który miał rekordowo niską w ówczesnych czasach wartość, 2.10-5 wartości oporu w temperaturze 273.16 K.

Praca ta przedstawiona została przez Lorda Rutherforda w Towarzystwie Królewskim i opublikowana w Proceedings of the Royal Society [5] (Fot. 5) i w Nature [6]. .




Fot. 5.   Strona tytułowa pracy H.A. Boorse'a i H. Niewodniczańskiego o pomiarach oporu elektrycznego aluminium w niskich temperaturach.


Z Davidem Shoenbergiem Niewodniczański wziął też udział w 1935 roku w konferencji poświęconej fizyce metali zorganizowanej przez N. F. Motta w Bristolu referując te wyniki.

Rutherford zaproponował Niewodniczańskiemu przeniesienie jego naukowej działalności do Cavendish Laboratory. Jest to czas niedługo po odkryciu w roku 1932 przez Chadwicka w Cavendish Laboratory neutronu [7]. Neutrony, pozbawione ładunku elektrycznego są doskonałym pociskiem dla wywoływania przemian jądrowych. Enrico Fermi ze swymi ragazzi di Via Panisperna w Rzymie, Amaldim, d’Agostino, Pontecorvo, Rasetti i Segré, stwierdzają w swej słynnej dzisiaj pracy [8], że wydajność wywoływania przemian jądrowych przez neutrony wzrasta w obecności dużych ilości parafiny lub wody. Przypisują to obniżeniu energii neutronów w wyniku wielokrotnych zderzeń neutronów z protonami, jądrami atomów wodoru. Jakkolwiek liczba takich zderzeń nie była wtedy znana, T. Bjerge i C. H. Westcott [9] wysuwają przypuszczenie, że zderzenia te mogą redukować prędkości neutronów do wartości kinetycznych prędkości gazu odpowiadających temperaturze spowalniającego ośrodka zawierającego wodór. Stąd pomysł zbadania efektów wywoływanych przez neutrony w funkcji temperatury spowalniacza. Co prawda Fermi nie stwierdzał żadnych zmian między temperaturą pokojową a 200 oC, ale należało oczekiwać, że efekty takie pojawią się raczej przy obniżaniu temperatury. Westcott z Niewodniczańskim postanawiają wykonać pomiary w temperaturach ciekłego azotu (77 K) i ciekłego wodoru (20 K). Używając promieniotwórczości wzbudzonej przez te neutrony w szeregu substancji (miedź, srebro, rod) jako detektora, a także badając współczynnik absorpcji tych neutronów w tych samych substancjach (miedź, srebro) zmierzono wpływ na te efekty temperatury bloku parafiny spowalniającej neutrony. Dla temperatury ciekłego wodoru stwierdzono znaczne powiększenie współczynnika absorpcji w porównaniu z temperaturą ciekłego azotu. Efekt we wzbudzanej promieniotwórczości nie był tak wyraźny ze względu na wpływ absorpcji neutronów w bloku parafiny. Wykonano również pomiary używając komory borowej dla detekcji neutronów oraz zastępując parafinę jako spowalniacz ciekłym wodorem. Wyniki tej pracy zostały przedstawione przez M.L. Oliphanta, bezpośrednio opiekującego się jej przebiegiem, i opublikowane w Proceedings of the Cambridge Philosophical Society [10] (Fot. 6).




Fot. 6.   Strona tytułowa pracy C.H. Westcotta i H. Niewodniczańskiego o oddziaływaniu neutronów
spowolnionych do prędkości odpowiadających niskim temperaturom.


Pobyt w Cambridge u Rutherforda i wykonane tam prace stanowiły przełom w działalności naukowej Henryka Niewodniczańskiego. Przede wszystkim otworzyły przed nim perspektywę na nową, dynamicznie się rozwijającą w następnych latach dziedzinę fizyki, fizykę jądrową. Zaraz po powrocie do Wilna i po uzyskaniu zasiłku z Funduszy Kultury Narodowej przystępuje Niewodniczański do zorganizowania laboratorium fizyki jądrowej. Po wojnie, już w Krakowie, poświęca tej dziedzinie najwięcej uwagi. Zaczyna od budowy na dużą skalę narzędzi do takich badań, spektrometrów i akceleratorów, tworzy szkołę gromadzącą dokoła Niego młodych, pełnych zapału współpracowników, tworzy nowe placówki badawcze.

Nie tylko jednak w rozwoju w Krakowie fizyki jądrowej zaowocował pobyt Niewodniczańskiego u Rutherforda. Prowadząc tam pionierskie badania z zimnymi neutronami rozumiał dobrze ich znaczenie i to nie tylko w fizyce jądrowej. Inicjując w Krakowie nowe kierunki badań zwrócił Jerzemu Janikowi uwagę na możliwość i znaczenie wykorzystania oddziaływania zimnych neutronów z materią dla badań w fizyce ciała stałego. W ten sposób narodził się cały ogromny obszar prac i powstała już wokół ucznia Niewodniczańskiego, Jerzego Janika, cała szkoła badań fazy skondensowanej metodami oddziaływania z zimnymi neutronami.

Wpływ Rutherforda na Henryka Niewodniczańskiego nie ograniczał się tylko do zainicjowania nowej tematyki badawczej. Przede wszystkim był Profesor Niewodniczański zafascynowany osobowością Rutherforda i uważał go za jednego ze swych Mistrzów. W laboratoriach Rutherforda panowała niezwykła atmosfera. Atmosfera pracy, oddania sprawom fizyki, ale i znakomitych, przyjacielskich stosunków międzyludzkich. Jeszcze my, uczniowie Profesora Niewodniczańskiego mieliśmy okazję odczuć to w ciągu naszej kariery naukowej. W moim życiu zetknąłem się z dziewięciu Rutherfordczykami, kolegami Profesora z Cambridge. Zawsze byłem przyjmowany i traktowany przez nich jako ktoś właściwie należący do rodziny. Dzięki swym przyjaźniom w licznym gronie uczniów Rutherforda, którzy później zajęli czołowe miejsca w nauce światowej, Profesor Niewodniczański nie miał trudności w lokowaniu nas, swoich z kolei uczniów w najlepszych ośrodkach fizyki zagranicą na stażach i w ułatwieniu nawiązywania licznych kontaktów i współpracy międzynarodowej, co owocuje do dnia dzisiejszego.




Profesor Henryk Niewodniczański w swoim gabinecie
w Instytucie Fizyki Jądrowej w Krakowie, lata 1960.
Fot. z Archiwum Instytutu Fizyki Jądrowej im. Henryka Niewodniczańskiego w Krakowie.


Tę znakomitą atmosferę pracy i przyjaźni przeszczepił Profesor do wszystkich kierowanych przez siebie placówek naukowych. Z tej atmosfery Kraków stał się słynny w całym polskim środowisku naukowym. Ta atmosfera trwa ciągle i teraz w 34 już lata po śmierci Profesora.

I był Profesor Niewodniczański uderzająco, wprost niezwykle podobny do Rutherforda (Fot. 8).




Fot. 8.   Henryk Niewodniczański i Sir Ernest Rutherford Lord Nelson.


Podkreślał to jeszcze sposobem uczesania, strzyżenia wąsów, ubiorem w tweedowe marynarki... Na jubileuszowej konferencji w roku 1960 w Manchesterze dla uczczenia 100-lecia odkrycia jądra atomowego przez Rutherforda, siedziałem na uroczystym zorganizowanym z tej okazji koncercie z Profesorem, a kilka rzędów niżej siedział też jeden z Rutherfordczyków, Profesor Rudi Peierls z żoną. Wiele lat później, już po śmierci Profesora, opowiadała mi Pani Peierlsowa, że najbardziej wstrząsające dla niej w czasie tych rutherfordowskich uroczystości było, gdy odwróciła się w pewnym momencie na tym koncercie do tyłu i zobaczyła siedzącego powyżej .... Rutherforda.

Również koniec życia Profesora i Rutherforda był zdumiewająco podobny. Obaj zachorowali na przepuklinę, obaj w pewnym momencie zdecydowali się na operacje. Tuż przed udaniem się do szpitala Profesor zaszedł do naszego – Budzanowskiego, Grotowskiego i mojego – pokoju w Instytucie Fizyki Jądrowej na Bronowicach. Powiedział nam, że idzie do szpitala, opowiedział o analogii z chorobą Rutherforda i oświadczył:

- I jak Rutherford ja tej operacji nie przeżyję.
Oczywiście zlekceważyliśmy ten pesymizm profesora.

Mark Oliphant w swych wspomnieniach o Rutherfordzie [11] pisze, że po jego udanej operacji wyjechał uspokojony wraz z Johnem Cockcroftem do Bolonii na konferencję poświęconą 200 rocznicy urodzin Galvaniego. Tam 20 października 1937 dotarła do nich wiadomość o niespodziewanej śmierci ich Mistrza.

20 grudnia 1968 już w kilka dni po operacji Profesora Niewodniczańskiego odwiedziłem go rano w klinice. Już wstawał, niepokoiła go nieco krew, która pokazała się w plwocinie, ale czuł się właściwie zupełnie dobrze. Uspokojeni, co do stanu Jego zdrowia poszliśmy wieczorem na występ "Piwnicy Pod Baranami", który odbywał się w naszym Instytucie. Gdy opuszczałem salę zobaczyłem w hallu Panią Irenę.

- Panie Adamie, Henio nie żyje! – powiedziała.

W tomie Acta Physica Polonica poświęconym pamięci Profesora Henryka Niewodniczańskiego nasz przyjaciel i partner naukowy z Oxfordu Dr Peter E. Hodgson w swym Personal Appreciation [12]. napisał:
On the wall of his office in Cracow there is a picture of the young Niewodniczański in the company of Rutherford in Cambridge. We in England who know what he did to establish nuclear physics in Poland naturally think of him as the Rutherford of Poland. His work for nuclear physics was in a heroic scale and will endure into the future, but we will remember him first of all as a kindly and benevolent friend.

Sądzę, że żadne słowa nie mogłyby sprawić Profesorowi większej przyjemności.


* * *


Pragnę podziękować gorąco kolegom Profesora Niewodniczańskiego z okresu Jego pracy w Cavendish Laboratory: Profesorom W.E. Burchamowi, H.A. Boorse'owi, M. Goldhaberowi za podzielenie się ze mną wspomnieniami z tych czasów, a Profesorowi D. Shoenbergowi również za udostępnienie mi swych fotografii. Szczególnie gorąco dziękuję Dr P.E. Hodgsonowi z Uniwersytetu Oxfordzkiego i Dr G.I. Squiresowi z Cavendish Laboratory za pomoc w skompletowaniu informacji o czasach Rutherforda w Cambridge.


Pierwodruk artykułu "Henryk Niewodniczański i Ernest Rutherford" w tomie pt. W Służbie Nauki (wydawnictwo Polskiej Akademii Umiejętności), poświęconym Profesorowi Henrykowi Niewodniczańskiemu w 100. lecie urodzin.




Bibliografia:



  1. J.G. Crowther, The Cavendish Laboratory 1874 – 1974, MacMillan (1975)   (powrót)

  2. M. Goldhaber, Reminiscences from the Cavendish Laboratory in the 1930s, Ann. Rev. Nucl. Part. Sci. 43 (1993) 1   (powrót)

  3. W. Meissner, B. Voigt, Ann. Phys. 7 (1930) 761   (powrót)

  4. W.J. de Haas, J. de Boer, G.J. van den Berg, Physica 1 (1934) 1115   (powrót)

  5. H.A. Boorse, H. Niewodniczański, Proc. Roy. Soc. A 153 (1936) 463   (powrót)

  6. H.A. Boorse, H. Niewodniczański, Nature 135 (1935) 827   (powrót)

  7. J. Chadwick, Proc. Roy. Soc. A 136 (1932) 692   (powrót)

  8. E. Amaldi, O. D’Agostino, E. Fermi, B. Pontecorvo, F. Rasetti, E. Segré, Proc. Roy. Soc. A 149 (1935) 522   (powrót)

  9. T. Bjerge, C.H. Westcott, Proc. Roy. Soc. A 150 (1935) 709   (powrót)

  10. C.H. Westcott, H. Niewodniczański, Proc. Camb. Phil. Soc. 31 (1935) 617   (powrót)

  11. M. Oliphant, Rutherford – Recollections of the Cambridge Days, Elsevier (1972)   (powrót)

  12. P.E. Hodgson, Acta Phys. Pol. A38 (1970) 439   (powrót)




Adam Strzałkowski         (fot. Andrzej Kobos) 		Dr. Adam Strzałkowski (ur.1923), fizyk, jest emerytowanym Profesorem Uniwersytetu Jagiellońskiego.

Karierę naukową zaczynał jako astronom u Profesora Tadeusza Banachiewicza w Krakowie. Później zajął się fizyką jądrową pod kierunkiem Profesora Henryka Niewodniczańskiego. W roku 1957 był jednym z pierwszych polskich stypendystów, którzy wyjechali na staże naukowe na Zachód; on sam do Liverpoolu w Anglii, gdzie zajmował się polaryzacją spinową w reakcjach jadrowych. Po powrocie zainicjował zarówno w Instytucie Fizyki UJ i w nowopowstałym Instytucie Fizyki Jądrowej w Krakowie badania reakcji jądrowych bezpośredniego oddziaływania przy niskich energiach. Było to pionierskie stworzenie w Polsce nowego kierunku badań naukowych w fizyce jądrowej. Był równocześnie znakomitym wykładowcą (podczas wykładów musiał zapisać dość drobnym, aczkolwiek bardzo czytelnym pismem cztery tablice, z których nic nie wolno było zmazać do zakończenia wykładu). Był promotorem wielu prac doktorskich (m. in. mojej w r. 1972). W swoim zakładzie naukowym stworzył swobodną atmosferę naukowo-intelektualną. W pracy naukowej zajmował się elastycznym i nieelastycznym rozpraszaniem deuteronów i cząstek alfa, strippingiem deuteronów, reakcjami z ciężkimi jonami, reakcjami trzyciałowymi, badaniem produkcji mezonów i naruszenia symetrii w procesach jądrowych. Był współodkrywcą szeregu efektów w reakcjach jądrowych. Nawiązał partnerską współpracę naukową z kilkoma wiodącymi ośrodkami badawczymi fizyki jądrowej w świecie. Obok swoich badań naukowych, w ciągu wielu lat w ramach tej współpracy zdołał wysłać wielu młodych fizyków na Zachód i stworzyć im możliwości stałej współpracy naukowej ze znakomitymi fizykami w tych ośrodkach. Tą drogą, w roku 1973, ja znalazłem się (i długo pozostałem) w Nuclear Physics Laboratory, University of Oxford, w Nuclear Theory Group Dr. Petera E. Hodgsona.

Pełen osobistego czaru i równocześnie charyzmatyczny, Adam Strzałkowski, bibliofil, jest intektualistą o szerokich zainteresowaniach humanistycznych, szczególnie historią Polski i literaturą. Jest nadal aktywny naukowo oraz zajmuje się historią nauki.

Andrzej Kobos




Teksty o Henryku Niewodniczańskim zamieszczone w Zwojach:




Copyright © 1997-2002 Zwoje